很多人買DDR5內(nèi)存時(shí),看到“DDR5-6000”“DDR5-8000”這樣的標(biāo)稱,就會(huì)以為內(nèi)存時(shí)鐘真的跑到8000MHz了。其實(shí),這是個(gè)歷史悠久的“美麗誤會(huì)”——今天我們來徹底講清楚DDR5的“頻率”到底是什么。
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DDR的誕生:AMD力挽狂瀾,免費(fèi)技術(shù)擊敗昂貴RDRAM
時(shí)間回到1999年~2001年,內(nèi)存界上演了一場(chǎng)經(jīng)典大戰(zhàn)。Intel押寶Rambus公司的RDRAM內(nèi)存,這是種串行傳輸、高帶寬但延遲高、成本極貴的內(nèi)存。致命的其實(shí)還不是性能,而是RDRAM需要支付高額專利費(fèi),價(jià)格是普通SDRAM的2倍~3倍,還必須成對(duì)安裝(單條要配“啞條”占位)。這就導(dǎo)致Intel的Pentium 4平臺(tái)強(qiáng)制搭配RDRAM,普通用戶根本玩不起。
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與此同時(shí),JEDEC(內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)組織)主導(dǎo)的DDR SDRAM(Double Data Rate)橫空出世。它在普通SDRAM基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘上升沿+下降沿雙倍傳輸數(shù)據(jù),帶寬直接翻倍,卻不需要額外專利費(fèi)——完全開放免費(fèi)!
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AMD看準(zhǔn)機(jī)會(huì),率先在Athlon處理器和AMD 760芯片組上大力推廣DDR(2000年底推出),性能接近RDRAM,但價(jià)格只有其1/3。VIA等第三方芯片組也跟進(jìn)支持DDR。結(jié)果市場(chǎng)用腳投票:RDRAM迅速?zèng)鰶觯琁ntel被迫在2001年后轉(zhuǎn)向DDR支持。
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從此,DDR技術(shù)徹底碾壓RDRAM,成為主流,一用就是20多年。這就是為什么我們今天還在用DDR5——它繼承了當(dāng)年AMD“免費(fèi)高性能”的精神。
DDR是什么?雙倍數(shù)據(jù)率才是關(guān)鍵
DDR的全稱是Double Data Rate(雙倍數(shù)據(jù)率)。傳統(tǒng)SDRAM內(nèi)存的工作模式是,一個(gè)時(shí)鐘周期傳輸1次數(shù)據(jù),而DDR內(nèi)存則不同,它在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以傳輸2次數(shù)據(jù)(時(shí)鐘上升沿+下降沿各一次)。所以,DDR內(nèi)存的真實(shí)時(shí)鐘頻率(Actual Clock)只有標(biāo)稱值的一半,但等效數(shù)據(jù)速率(Effective Data Rate)是完整的標(biāo)稱值。
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為什么DDR5標(biāo)得這么“高”?
DDR5的標(biāo)稱頻率看著這么“夸張”(動(dòng)不動(dòng)6000、8000、甚至10000+),其實(shí)并不是芯片真的跑到了6000MHz以上,而是因?yàn)閺腄DR1時(shí)代就延續(xù)下來的命名規(guī)則:我們平時(shí)說的“DDR5-8000”指的不是真實(shí)時(shí)鐘頻率,而是等效數(shù)據(jù)速率(MT/s)。簡(jiǎn)單來說,DDR內(nèi)存一個(gè)時(shí)鐘周期能在上升沿和下降沿各傳一次數(shù)據(jù),所以有效速率天然就是真實(shí)頻率的2倍。到了DDR5這一代,情況變得更夸張,因?yàn)槌穗p倍數(shù)據(jù)率之外,它還疊加了好幾層“帶寬倍增器”。
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首先,DDR5把預(yù)取(Prefetch)從DDR4的8n直接拉到16n,一次性能抓取兩倍的數(shù)據(jù)量;其次,每條DDR5內(nèi)存內(nèi)部被拆成了兩個(gè)獨(dú)立的32bit子通道,相當(dāng)于一條當(dāng)兩條用,單條帶寬直接翻倍;再加上通道電壓降低、信號(hào)完整性更好,顆粒本身能穩(wěn)定跑在更高的真實(shí)時(shí)鐘下,把這些加在一起,等效速率輕松突破8000MT/s、9000MT/s,甚至沖到12000MT/s都不足為奇。
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圖片來自網(wǎng)絡(luò)
所以你看到“DDR5-8800”的時(shí)候,綜合16n預(yù)取 + 雙子通道 + 雙倍數(shù)據(jù)率,其有效帶寬能達(dá)到8800MT/s,性能也確實(shí)遠(yuǎn)超DDR4時(shí)代的3200。這就是為什么廠家敢把數(shù)字標(biāo)得這么高——它不是純粹的“虛標(biāo)”,而是真實(shí)帶寬的體現(xiàn),只是普通消費(fèi)者容易把MT/s誤以為是MHz而已。
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最后一句話總結(jié),DDR5的“夸張”數(shù)字,是雙倍數(shù)據(jù)率 + 16n預(yù)取 + 雙32bit子通道三重buff疊出來的結(jié)果,并不是芯片時(shí)鐘真的上天了,而是有效性能真的上天了,這下你明白了嗎?
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